固体酸催化甘油酯化制乙酸甘油酯研究

摘要

随着化石能源的日益减少，发展可再生能源日益受到重视。生物柴油作为一种可再生清洁能源，主要是由动植物油脂与甲醇或乙醇在酸或碱性条件下通过酯交换反应制备。在生物柴油的生产过程中会造成大量的甘油积累，将甘油转化为高附加值化学品有利于提高生物柴油产业的综合效益。甘油酯化制乙酸甘油酯是甘油利用的重要途径之一。乙酸甘油酯，尤其是二乙酸甘油酯具有重要用途。因此，研究甘油酯化制乙酸甘油酯（尤其是二乙酸甘油酯）具有重要的科学意义和应用前景。
　　论文研究了SBA-15分子筛负载磷钨杂多酸催化甘油酯化制乙酸甘油酯的方法。设计合成了不同负载量的H3PW12O40/SBA-15催化剂，通过IR、XRD、BET、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征分析。研究了反应温度、催化剂用量、乙酸甘油摩尔比、反应时间等因素对反应的影响。发现H3PW12O40负载量对催化活性影响较大，H3PW12O40负载量为30 wt％时催化效果较好。优化条件下甘油转化率可达95.8%，二乙酸甘油酯选择性达53.2%，单乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯选择性分别为36.2%和10.6%。
　　研究了Bi2O3、Sb2O3、SnO2、TiO2、Nb2O5、Sb2O5金属氧化物催化甘油酯化制乙酸甘油酯的效果，发现Sb2O5催化效果最好。优化条件下甘油的转化率达到了96.8%，二乙酸甘油酯的选择性达54.2%，单乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯选择性分别为33.2%和12.6%。通过吡啶吸收红外技术对上述金属氧化物催化剂进行了表征，结果表明只有Sb2O5具有较强的Brnsted酸性，这可能是Sb2O5对甘油酯化反应具有较好催化效果的原因。催化剂循环使用测试表明，Sb2O5使用六次后，催化活性以及二乙酸甘油酯选择性无明显下降。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 甘油综合利用

1.3 乙酸甘油酯合成研究进展

1.4 本课题研究意义及主要内容

第二章 实验部分

2.1 实验试剂和仪器

2.2 催化剂制备

2.3 催化剂表征

2.4 产物分析方法

第三章 H3PW12O40/SBA-15制备及其催化甘油酯化研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4催化剂的循环使用

3.5 小结

第四章 五氧化二锑催化甘油酯化反应研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 催化剂的循环使用

4.5 小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果

致谢